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聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)是一种新型的合成聚酯,具有许多优良的特性和很好的应用前景,而1,3-丙二醇(1,3-PD)是其合成的关键性材料。近年来,1,3-PD的研究受到了全球众多知名企业的重视,与化学合成法相比,微生物发酵法生产1,3-PD具有显著的优点,成为当前的研究热点。产物抑制和副产物多造成微生物发酵法产1,3-PD的产量低,另外,副产物多也是甘油转化率低和产物分离困难的原因之一,选育既有1,3-PD高浓度耐受性,同时有具有副产物代谢途径突变的菌株,是提高1,3-PD产量和甘油转化率并简化后期提取工艺的一种尝试。 为提高克雷伯氏肺炎杆菌转化甘油生产1,3-PD的能力,建立了在三次浓缩和影印技术基础上的等离子体诱变筛选方法,获得可耐受高浓度1,3-PD并且副产物中乙醇含量较少的优良突变菌株7株。建立了24微孔板的克雷伯氏菌高通量筛选方法,通过对654株菌种的的高通量筛选,获得摇瓶发酵产1,3-PD最高为9.565g/L的菌株。对该突变株在自动发酵罐上作发酵研究,发酵32h获得43.525g/L的1,3-PD产量,甘油的摩尔转化率为53.66%。 近些年来,等离子体灭菌和诱变机制的研究引起国内外众多学者广泛关注,但等离子体失活微生物的机制目前尚不清楚。本文从生物学的角度,对大气压氦介质阻挡放电(He DBD)等离子体失活微生物的机理进行研究。在不添加任何无机酸和酶的条件下,利用介质阻挡放电等离子体对淀粉进行水解,进而产生单糖、双糖等小分子。淀粉的酸水解实验证明淀粉的水解不仅是由等离子体产生的酸引起,而且还包括等离子体中高能电场、自由基以及其他活性成分综合作用的结果。HPLC结果显示淀粉水解为葡萄糖、麦芽糖、乙酸、甲酸等,其中乙酸和甲酸的浓度分别为0.2427g/L和0.0828g/L。同时,大气压He DBD等离子体导致酸性增强的菌液可以引发微生物细胞壁上大分子物质发生水解的试验,进一步证实了上述推断。